SILOXANOS EN EL BIOGÁS
Se estima que el gas natural convencional genera hasta un 25 % menos de emisiones de gases de efecto invernadero que el diésel y la gasolina. El biogás ofrece beneficios adicionales, ya que su uso puede reducir considerablemente las emisiones asociadas a los combustibles fósiles a lo largo del ciclo completo, desde la producción del combustible hasta su utilización en el vehículo.
El biogás es una fuente de energía renovable producida a partir de diversos tipos de materia orgánica, como residuos agrícolas, plantas, residuos alimentarios, aguas residuales y estiércol. Puede refinarse para obtener gas natural renovable (GNR), que sustituye al gas natural de origen fósil en vehículos o se emplea para generar electricidad mediante distintos procesos y satisfacer diversas necesidades.
Los siloxanos son compuestos químicos presentes en numerosos productos domésticos e industriales, desde cosméticos y aditivos alimentarios hasta productos impermeabilizantes de uso industrial. Su uso generalizado ha provocado una acumulación en los flujos de residuos. Aunque su impacto ambiental directo es bajo, incluso las concentraciones mínimas presentes en el biogás pueden causar problemas importantes durante la combustión.
EFECTOS DE LOS DEPÓSITOS DE SILOXANOS EN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Durante la combustión, los siloxanos pueden afectar negativamente el encendido, alterar la combustión, y aumentar las emisiones. Al oxidarse, forman compuestos de sílice que se adhieren a los componentes del motor y crean depósitos duros, similares al vidrio, en la cámara de combustión y los conductos de escape. Estos depósitos son altamente abrasivos: incluso en pequeñas cantidades pueden reducir la potencia, dañar el motor y provocar averías. Debido a la gravedad del problema, los fabricantes de motores establecen límites estrictos y exigen un control riguroso de la concentración de siloxanos en el biogás.
La sílice también se acumula en el aceite lubricante, aumenta la fricción interna, provoca desgaste excesivo y una disminución del rendimiento del motor. Una acumulación extrema sobre las superficies puede dificultar la transferencia de calor y causar sobrecalentamiento.
La falta de control de los niveles de siloxanos en los sistemas de generación eléctrica alimentados con biogás se traduce en mayores emisiones de gases de efecto invernadero y costos de mantenimiento más elevados.
Durante el reacondicionamiento de los motores de biogás, puede ser necesario eliminar los depósitos minerales generados por la combustión de siloxanos. Estos depósitos suelen adherirse con firmeza al sustrato, normalmente de hierro o aluminio. Aunque las herramientas mecánicas pueden ayudar a retirarlos, también pueden dañar la superficie de las piezas.
Un método muy eficaz, probado en culatas de hierro fundido, consiste en un proceso de lavado por aspersión con una formulación propia que combina un limpiador cáustico de pH alto y surfactantes para disolver los depósitos. Sin embargo, este método específico solo es eficaz en acero o hierro, ya que las formulaciones de pH alto sin inhibidores de corrosión atacan el sustrato de aluminio.
El proceso combina cinco factores para disolver la acumulación de sílice:
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Detergente acuoso para disolver los depósitos cristalinos.
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Calor para acelerar la reacción.
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Tiempo de ciclo suficiente para permitir la disolución de los depósitos.
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Alta presión para desprender los contaminantes.
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Alto caudal para arrastrar los contaminantes y suministrar solución fresca a la zona de limpieza.
La reducción de cualquiera de estos cinco factores disminuye la eficacia del proceso.
ENJUAGUE PARA ELIMINAR RESIDUOS QUÍMICOS
El objetivo principal del enjuague es eliminar los residuos de detergentes o productos químicos que pueden interferir con procesos posteriores y provocar irritación cutánea durante la manipulación. El enjuague también permite recuperar detergente si el líquido resultante se devuelve al tanque de lavado para compensar las pérdidas de la solución por evaporación.
Sin embargo, el volumen de agua de servicio necesario para enjuagar las piezas puede superar el volumen de reposición que requiere el tanque de lavado. En ese caso, el excedente debe enviarse al sistema de tratamiento de efluentes. Aunque un sistema de enjuague con recirculación exige una mayor inversión inicial en equipos, reduce el consumo de agua a largo plazo.
EQUIPO REQUERIDO
Como este proceso es muy corrosivo, conviene realizarlo en una cabina cerrada con ventilación adecuada. Una lavadora de piezas con mesa giratoria para trabajo pesado es una buena opción, ya que contiene de forma segura la solución alcalina caliente proyectada a alta presión. Aunque una construcción de acero al carbono puede ofrecer muchos años de servicio confiable, se recomienda utilizar acero inoxidable.
Las piezas deben colocarse sobre la mesa giratoria para maximizar el impacto de los chorros y facilitar el drenaje. Evitar la acumulación de solución sobre la pieza reduce el arrastre de líquido y mejora el secado. Si no quedan acumulaciones de líquido, las piezas pesadas, como las culatas de motores diésel, deberían secarse por evaporación en pocos minutos gracias al calor absorbido durante el ciclo de limpieza.
A medida que los depósitos de sílice cristalina se eliminan de las piezas, tienden a sedimentarse en el tanque de lavado. Cubrir el fondo del tanque con un transportador para extracción de lodos permite retirar eficazmente los lodos y la sílice acumulada.
También debe considerarse la filtración de la solución de lavado para eliminar la mayor cantidad posible de sílice en suspensión. La sílice es abrasiva y su acumulación en la solución puede causar un desgaste excesivo de la bomba y, con el tiempo, provocar su falla.